JKF 捷克論壇

搜尋
732
皇帝 | 2018-12-19 08:26:58

35歲的年輕物理學家邁克生與他的同事莫利(Edward Morley)對看一眼,無奈地低下頭來。他六年前就開始著手的實驗失敗了!而且他仍然想不出來究竟是哪裡出了差錯。無論是實驗方法的有效性、儀器設備的精確度、或是人為的實際操作,應該都沒有問題,可是測出來「以太風」的相對速度卻遠比理論值小,小到落在誤差範圍之內。

邁克生還是發表了這個徒勞無功的實驗,從此不再追逐以太。他萬萬想不到,原來他們在1887年所作的這個實驗並非徒勞無功,反而成為決定以太存在與否的關鍵。

一直以來大家對以太的存在卻深信不疑──雖然它從未被察覺。其實科學家只是為了解釋某些現象才假設有以太這東西,例如磁力與重力總要有媒介來傳遞,而電磁波的發現更是強化了以太的必要性,就像水波要有水、聲波要有空氣,沒有以太哪來的電磁波?而且陽光與遙遠的星光既然都能穿越太空來到地球,可見以太無所不在,充滿整個宇宙。

不過按此假設,地球漂浮在以太之海的話,以地球高達時速十萬八千公里的公轉速度,應該會感受到以太風吧?就像飆車會感覺強風迎面襲來一樣。那麼如果同時測量射往不同方向的光,應該會因為以太風的相對速度不同而得到不同的光速。

問題是光速太快了,以太風造成的差異無法直接測得出來(30公里/秒vs. 30萬公里/秒,只有萬分之一的差異)。邁克生想出一個方法,他讓光束經過半鍍銀鏡分成兩道彼此垂直的光束,各自往前打到鏡子後再反射回來。即使速度差異再小,都會因往返的時間不同而造成波峰/波谷位移,產生不同的干涉圖案。邁克生在不同季節、不同時間、不同方位都做了實驗,得到結果都是在誤差範圍內、沒有意義的微小差異。也就是說光往任何方向的速度都一樣,宛如以太不存在似的。

然而邁克生─莫利實驗並未讓世人(包括他自己)放棄以太這個根深蒂固的觀念,勞倫茲(Hendrik Lorentz)特地想出一個解釋:物體在運動方向的長度會收縮,所減少的時間恰好抵消了光速被以太風拖慢所增加的時間。有趣的是,勞倫茲為此建立的勞倫茲轉換方程組,反而成為愛因斯坦於1905年發表的狹義相對論的基礎,而以太正是在此被愛因斯坦宣判為毫無必要的假設。

邁克生─莫利實驗的真義因此浮現,而成為史上最成功的失敗實驗。邁克生也於1907年獲頒諾貝爾物理獎,成為第一位獲得諾貝爾獎的美國人。

資料引用於:http://history.pansci.asia/

MICHELSON.jpg (360.67 KB, 下載次數: 0)

MICHELSON.jpg

評分

已有 5 人評分名聲 金幣 收起 理由
crocodile01 + 5
jkfmen + 10 感謝好友分享!
deeperinloveu + 12 + 12 精彩內容加分獎勵!
jkjkjk110 + 10 感謝大大分享
微笑圈圈 + 10 感謝大大分享

總評分: 名聲 + 47  金幣 + 22   查看全部評分

分享分享 收藏收藏
FB分享
回覆 使用道具
費波南西
威爾斯親王 | 2018-12-19 09:44:20

感謝好友分享 , 以太理論目前僅存在於科幻小說了
引言 使用道具
hamidh
大公爵 | 2018-12-19 10:58:56

感謝分享
引言 使用道具
732
皇帝 | 2018-12-19 20:35:46

費波南西 發表於 2018-12-19 09:44
感謝好友分享 , 以太理論目前僅存在於科幻小說了

乙太最早起源於亞里斯多德定義與分析所有關於視覺的概念。他認為在眼睛與物體之間存在某種均勻介質,這介質主要功能為傳輸視像的乙太。

當這乙太與物體接觸時,眼睛會感覺到這物體,因此產生視覺。
引言 使用道具
732
皇帝 | 2018-12-19 20:42:00

1907年諾貝爾物理學獎授予美國芝加哥大學的邁克生,以表彰他的精密光學儀器,以及藉助它們所做的光譜學和計量學研究。

邁克生干涉儀.jpg (17.94 KB, 下載次數: 0)

邁克生干涉儀.jpg

引言 使用道具
732
皇帝 | 2018-12-19 20:43:53

除此之外,由於雷射干涉儀能夠非常精確地測量干涉中的光程差,

在當今的重力波探測中邁克生干涉儀以及其他種類的干涉儀都得到了相當廣泛的應用。

氖雷射干涉.jpg (13.05 KB, 下載次數: 0)

氖雷射干涉.jpg

引言 使用道具
zxc987456321
王子 | 2018-12-19 21:25:33

感謝分享阿
引言 使用道具
jkfmen
威爾斯親王 | 2018-12-20 10:34:53

乙太網路 (Ethernet) 的命名來由
是不是希望它能像乙太一樣無所不在阿
哈~歪樓一下

評分

已有 1 人評分名聲 收起 理由
732 + 10 我很認同+1

總評分: 名聲 + 10   查看全部評分

引言 使用道具
732
皇帝 | 2018-12-20 10:58:17

jkfmen 發表於 2018-12-20 10:34
乙太網路 (Ethernet) 的命名來由
是不是希望它能像乙太一樣無所不在阿
哈~歪樓一下 ...

乙太存在與否困擾人類2000多年,當初Ethernet取這個名字,的確有可能希望它無所不在!
引言 使用道具
您需要登入後才可以回覆 登入 | 加入會員

建議立即更新瀏覽器 Chrome 95, Safari 15, Firefox 93, Edge 94。為維護帳號安全,電腦作業系統建議規格使用Windows7(含)以上。
回頂部 下一篇文章 放大 正常倒序 快速回覆 回到列表